Ферменты

Согласно гипотезе, выдвинутой Э. Фишером, субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, т.е. пространственные конфигурации активного центра фермента и субстрата точно соответствуют друг другу. Субстрат сравниваем

с	“ ключом”,	который
подходит к		“ замку” –
ферменту.

1.Метаболитная регуляция. Она происходит в результате изменения концентрации метаболитов и не затрагивает активность или число ферментных молекул.

2.Ферментная регуляция. При этом типе регуляции изменяется активность ферментов.

3.Генная регуляция. В этом случае изменяется количество ферментных молекул в клетке из-за включения или выключения синтеза ферментов. Регулирующие факторы действуют на ДНК, РНК или рибосомы.

4. Мембранная регуляция. Различают контактную и дистанционную мембранную регуляцию активности ферментов. Контактная регуляция – связывание ферментов с мембранами или их освобождение меняет их активность. Дистанционная мембранная регуляция активности ферментов осуществляется косвенным путем в результате транспорта через мембраны субстратов и коферментов, удаления продуктов реакции, ионных и рН сдвигов в компартментах (области клетки, окруженные мембранами) клетки.

ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ КАТАЛИЗ (биокатализ), ускорение биохимических реакций при участии белковых макромолекул (ферментов).

Все реакции в растении проходят в водной среде, и только в ней ферменты проявляют каталитическое действие, сущность которого состоит в переведении реакции на более низкий энергетический уровень.

Молекулы растворенного вещества в жидкой среде находятся в свободном состоянии, при этом они под влиянием движущихся молекул воды сами передвигаются (броуновское движение). Передвигаясь, молекулы могут сталкиваться, но это не означает, что они непременно должны прореагировать между собой. Реакция происходит далеко не всегда, т.к. многие из них имеют высокий энергетический уровень, а энергия активации многих молекул низка и не достигает его.

Следовательно, для осуществления реакции необходимо два условия:

1.Сообщение движущимся молекулам дополнительной энергии, что бывает при повышении температуры, за счет чего ускоряются многие реакции;

2.Перевод реакции на более низкий электростатический уровень, что достигается действием катализирующего фермента

Предположим, необходимо осуществить соединение двух веществ:

А+В АВ

Для протекания этой реакции необходим уровень энергии, выражаемый отрезком Е (О_К). Однако молекулы реагирующих веществ имеют меньший запас энергии – только Е1, а количества, выражаемого отрезком Е2 им не достает. Включаясь в реакцию фермент понижает ее энергетический уровень до величины Е1 – той, энергии, которой молекула реагирующих веществ уже обладает. Это достигается образованием промежуточных соединений с ферментом (Ф):

А+Ф АФ

АФ+В АВФ

После соединения двух веществ, фермент высвобождается: АВФ АВ+Ф

Освободившийся фермент катализирует соединение других молекул, а синтезированное вещество остается в растворе. По такой же схеме происходит и распад веществ, которые достаточно устойчивы и не распадаются самостоятельно. Предположим, таким веществом является АВ. Оно присоединяет фермент и постепенно распадается на компоненты с его освобождением:

АВ+ФАВФ; АВФ ВФ+А ВФВ+Ф

Суммарная реакция будет иметь следующий вид: АВ А+В

Продуктивность древесных растений в большей степени

зависит от протекания в них обменных процессов. Регулируя обмен веществ, ферменты влияют на развитие высокобонитетных насаждений.

Велико значение ферментов в лесохозяйственной

промышленности, перерабатывающей древесину. От ферментов зависит продолжительность ее хранения.

Ферменты незаменимы в лесосеменном деле. С одной

стороны высокая активность ферментов в семенах приводит к быстрому отмиранию и порче, с другой – полная остановка деятельности ферментов приводит к их гниению.

Важное значение имеют ферменты при переработке

недревесной продукции леса.